(57)【要約】  層状掃気２サイクルエンジン１０を、エンジン本体１１と、１つの吸気通路の開閉を切り換える回動自在なロータリバルブ２２が設けられたキャブレタ１２と、断熱性能を有するインシュレータ１３とを備えて構成し、キャブレタ１２のロータリバルブ２２には、下向きに開口した燃料噴射用のノズル開口２６を設け、当該ノズル開口２６には、ノズル開口２６からの燃料が混合気通路２７の上流に対応した位置へと案内されるガイド部２６Ａを設けた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状掃気２サイクルエンジンであって、
混合気が流入する吸気ポートおよび先導空気が流入する空気ポートが設けられたエンジン本体と、
１つの吸気通路の開閉を切り換える回動自在なロータリバルブが設けられるとともに、前記吸気通路にて前記混合気および先導空気を生成するキャブレタと、
前記混合気を流通させる混合気通路および前記先導空気を流通させる空気通路が設けられるとともに、前記エンジン本体とキャブレタとの間に配置されるインシュレータとを備え、
前記ロータリバルブには、回動軸中心側から外方に向けて開口した燃料噴射用のノズル開口が設けられ、
前記ノズル開口には、当該ノズル開口からの燃料を前記混合気通路の上流に対応した位置へと案内するガイド部が設けられる
ことを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、
前記インシュレータには、内部を前記混合気通路と前記空気通路とに仕切る仕切部と、前記仕切部の上流側に一体に設けられて前記キャブレタの吸気通路内に延出した延出部とが設けられ、
前記延出部が前記給気通路内に嵌合されている
ことを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、
前記ロータリバルブの回動軸中心と前記エンジン本体のシリンダの軸線とが直交している
ことを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、
前記ロータリバルブの回動軸中心と前記エンジン本体のシリンダの軸線とが平行である
ことを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
【請求項５】
１つの吸気通路を有するボディと、前記吸気通路の開閉を切り換える回動自在なロータリバルブとを備えたキャブレタであって、
前記ロータリバルブには、回動軸中心側から外方に向けて開口した燃料噴射用のノズル開口が設けられ、
前記ノズル開口には、当該ノズル開口からの燃料を前記外方側の所定位置へと案内するガイド部が設けられる
ことを特徴とするキャブレタ。
【請求項６】
請求項５に記載のキャブレタにおいて、
前記ガイド部は、筒状に形成される
ことを特徴とするキャブレタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層状掃気２サイクルエンジンおよびキャブレタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、層状掃気２サイクルエンジン用のキャブレタには、スロットルバルブとしてロータリバルブを採用したものが知られている（例えば、特許文献１）。このキャブレタでは、空気および燃料の混合気を生成するための混合気通路と、層状掃気用の先導空気（純空気）を通す空気通路とが設けられ、これらの通路を貫通するように円柱状のロータリバルブが配置されている。ロータリバルブは、混合気通路に対応した連通孔と、空気通路に対応した連通孔とを備え、ロータリバルブを回動させることで各連通孔を各通路内に出現入隠させ、各通路の開閉を切り換える。【０００３】
また、図１１に示すように、ロータリバルブには、その回動軸中心に沿って一端側からニードル１が貫通し、ニードル１の先端が混合気通路に対応した連通孔まで達している。一方、ニードル１とは反対側からは、パイプ状の燃料ノズル２が当該連通孔まで達しており、この燃料ノズル２の先端からニードル１の先端が挿入されている。しかして、ニードル１と燃料ノズル２とでニードルバルブが構成され、ロータリバルブの回動に連動してニードル１が軸方向に移動し、燃料ノズル２に設けられたノズル開口３を開閉する。なお、図１１において、空気の流れが白抜き矢印で、燃料が霧状にそれぞれ描かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、キャブレタには混合気通路と空気通路とが別々に設けられているため、通路が２つ存在する分だけキャブレタが大きくなるという問題がある。
また、１つの吸気通路をスロットルバルブや分割プレートを用いて混合気通路と空気通路とに分割することで、キャブレタを小型化しつつ、混合気と先導空気とを確実に分離する提案もされているが、このような提案で用いられるスロットルバルブはバタフライバルブであり、ロータリバルブについては、その構造上適用が困難であった。【０００６】
本発明の目的は、１つの吸気通路を備えた小型のキャブレタを用いた場合でも、混合気と先導空気とを確実に分離して供給できる層状掃気２サイクルエンジンおよびそのキャブレタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の層状掃気２サイクルエンジンは、層状掃気２サイクルエンジンであって、混合気が流入する吸気ポートおよび先導空気が流入する空気ポートが設けられたエンジン本体と、１つの吸気通路の開閉を切り換える回動自在なロータリバルブが設けられるとともに、前記吸気通路にて前記混合気および先導空気を生成するキャブレタと、前記混合気を流通させる混合気通路および前記先導空気を流通させる空気通路が設けられるとともに、前記エンジン本体とキャブレタとの間に配置されるインシュレータとを備え、前記ロータリバルブには、回動軸中心側から外方に向けて開口した燃料噴射用のノズル開口が設けられ、前記ノズル開口には、前記ノズル開口からの燃料を前記混合気通路および前記空気通路のうちの前記混合気通路の上流に対応した位置へと案内するガイド部が設けられることを特徴とする。【０００８】
本発明の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、前記インシュレータには、内部を前記混合気通路と前記空気通路とに仕切る仕切部と、前記仕切部の上流側に一体に設けられて前記キャブレタの吸気通路内に延出した延出部とが設けられ、前記延出部が前記給気通路内に嵌合されていることが望ましい。【０００９】
本発明の層状掃気２サイクルエンジンにおいては、前記ロータリバルブの回動軸中心と前記エンジン本体のシリンダの軸線とが直交していてもよく、平行であってもよい。【００１０】
また、本発明のキャブレタは、１つの吸気通路を有するボディと、前記吸気通路の開閉を切り換える回動自在なロータリバルブとを備えたキャブレタであって、前記ロータリバルブには、回動軸中心側から外方に向けて開口した燃料噴射用のノズル開口が設けられ、  前記ノズル開口には、当該ノズル開口からの燃料を前記外方側の所定位置へと案内するガイド部が設けられることを特徴とする。【００１１】
本発明のキャブレタにおいて、前記ガイド部は、筒状に形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の層状掃気２サイクルエンジンおよびこれに用いられるキャブレタによれば、当該キャブレタのノズル開口において、燃料を混合気通路の上流に対応した位置へと案内可能なガイド部が設けられているので、ノズル開口から吐出された燃料がガイド部によりインシュレータの混合気通路の上流へ良好に噴射できる。従って、噴射された燃料を含む混合気が先導空気用の空気通路に混ざることなく、そのまま混合気通路を通ってエンジン本体側に吸引されることになり、吸気通路が１つだけ設けられた小型のキャブレタを用いた場合でも、混合気と先導空気とを確実に分離して供給でき、本発明の目的を達成できる。【００１３】
本発明において、インシュレータに延出部を設けた場合には、よりロータリバルブに近い位置から混合気通路と空気通路とに仕切ることができ、混合気をさらに空気通路側に流入しにくくできる。【００１４】
本発明において、ロータリバルブの回動軸中心とシリンダの軸線とを直交させた場合にシリンダは通常、軸線が立った状態で配置されることが考えられるから、シリンダの軸線に対して回動軸中心が直交する向きとされたロータリバルブでは、ノズル開口を下向きにでき、燃料を自重により下方側に速やかに噴射させて、混合気通路側への吸込を効率的にでき、出力を向上させることができるとともに、空気との分離もより確実になる。しかも、エンジン本体側では、吸気ポートと空気ポートとが上下の位置関係で設けられるので、インシュレータ内の各通路もほぼストレートな単純形状にでき、通路抵抗を少なくできるうえ、燃料溜まりを生じにくくできる。【００１５】
本発明において、ロータリバルブの回動軸中心とシリンダの軸線とを平行にした場合には、インシュレータの各通路の内部形状が多少複雑になるが、層状掃気ではない通常の２サイクルエンジンでのキャブレタの取付構造やレイアウトを踏襲でき、レイアウト設計等を容易にできる。【００１６】
本発明において、ガイド部が筒状に形成されている場合には、ノズル開口から吐出された燃料の拡散がガイド部によって抑制されるので、燃料をより確実にインシュレータの混合気通路の上流へと噴射できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る２サイクルエンジンを示す断面図。
【図２】第１実施形態のエンジンに用いられるキャブレタの要部を示す断面図。
【図３】第１実施形態のエンジンに用いられるキャブレタの要部を示す斜視図。
【図４】図１のIV-IV線断面図であり、第１実施形態のキャブレタの要部を上流側から見た断面図。
【図５】第１実施形態のエンジンに用いられるインシュレータの正面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る２サイクルエンジンを示す断面図。
【図７】第２実施形態のエンジンに用いられるキャブレタの要部を示す断面図。
【図８】図６のVIII-VIII線断面図であり、第２実施形態のキャブレタの要部を上流側から見た断面図。
【図９】第２実施形態のエンジンに用いられるインシュレータの正面図。
【図１０】本発明の変形例を示す断面図。
【図１１】背景技術を説明するための斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る２サイクルエンジン（以下、エンジンと称する）１０について説明する。
【００１９】
図１において、エンジン１０は、ピストンバルブ型の層状掃気２サイクルエンジンであり、エンジン本体１１と、エンジン本体１１に混合気および先導空気を供給するキャブレタ１２と、エンジン本体１１およびキャブレタ１２の間に配置されてエンジン本体１１からキャブレタ１２への熱を遮断するインシュレータ１３とを備えて構成される。
【００２０】
エンジン本体１１において、図１では、シリンダ１４のみが図示され、クランクケースおよびピストンの図示が省略されている。ピストンバルブ型の層状掃気２サイクルエンジンである本実施形態では、シリンダ１４には吸気ポート１５および排気ポート１６の他、先導空気用の空気ポート１７が吸気ポート１５の上方に設けられている。
【００２１】
空気ポート１７は、ピストン外周面に設けられた空気連通路に対して連通遮断される。また、ピストンの空気連通路は、シリンダ１４に設けられた掃気ポート１８に対して連通遮断される。これらの連通および遮断の切換動作はピストンの往復動によって行われる。このように、ピストンバルブ型では、ピストンを先導空気導入用のバルブとして機能させているのであり、混合気がクランクケース内に導かれるタイミングにて先導空気は、空気ポート１７およびピストン外周の空気連通路を通して掃気ポート１８内に送り込まれる。
【００２２】
キャブレタ１２は、従来では層状掃気２サイクルエンジンではなく、通常の２サイクルエンジンに用いられているものであり、ボディ１９には１つの吸気通路２１が設けられている。また、ボディ１９には、吸気通路２１を貫通するロータリバルブ２２が回動自在に設けられている。ロータリバルブ２２には、吸気通路２１の上流および下流を連通させる連通孔２３が設けられ、ロータリバルブ２２の回動位置に応じて、連通孔２３を介しての吸気通路２１の開閉を切り換える。なお、図１には、ロータリバルブ２２を全開とした状態が示されている。
【００２３】
この際、キャブレタ１２は、ロータリバルブ２２の回動軸中心Ｃ１がシリンダ１４の軸線Ｃ２に対して直交する向きで配置されている。キャブレタ１２に設けられた図示略のパージポンプなどは、シリンダ１４に対して横側に位置することになる。このような向きでの配置状態では、ニードル２４および燃料ノズル２５は径方向に沿った断面として示される。図１の状態でのニードル２４および燃料ノズル２５を拡大して図２および図３に示した。
【００２４】
図１から図３において、燃料ノズル２５に設けられたノズル開口２６は、図中の下向きに開口している。すなわち、ノズル開口２６から引き出される燃料は、回動軸中心Ｃ１側から吸気の流れ方向に対して直交する向き、具体的にはロータリバルブ２２の連通孔２３内の図中下側に向けて吐出される。
【００２５】
燃料ノズル２５には、ノズル開口２６を内包したガイド部２６Ａが設けられている。このガイド部２６Ａは、筒状に形成されており、先端側が混合気通路２７の上流に対応する位置に開口している。このため、ノズル開口２６から吐出された燃料は、ノズル開口２６に設けられたガイド部２６Ａにより、後述する混合気通路２７の上流に対応する位置に噴射される。また、このようなガイド部２６Ａの長さ寸法は、ロータリバルブ２２の回動と干渉しない範囲で長く設定され、燃料を確実に案内することが可能である。
【００２６】
そして、ガイド部２６Ａから噴射された燃料は、空気と混ざり合うことで混合気として生成され、この混合気がシリンダ１４の吸気ポート１５に向けて吸引される。一方、連通孔２３内の上側には燃料が噴射されないことから、上側を通る空気は燃料を含まない先導空気として生成され、シリンダ１４の空気ポート１７へ吸引される。
【００２７】
なお、図１において２点鎖線で示したロータリバルブ２２は、エンジン１０がアイドリング状態であるときの位置である。ロータリバルブ２２を通過する空気は、吸気通路２１の上側から連通孔２３内へ流入し、連通孔２３内を降下し、吸気通路２１の下側より流出する。従って、連通孔２３内を降下する空気の方向は、図１の矢印で示すようにガイド部２６Ａが燃料を案内する方向と略同じとなる。
【００２８】
図１において、インシュレータ１３は断熱性能を有した合成樹脂製であり、下流側においてそれぞれシリンダ１４の吸気ポート１５に連通する下側の混合気通路２７と、空気ポート１７に連通する上側の空気通路２８とを備えている。そして、混合気通路２７の上流側は、キャブレタ１２の吸気通路２１の下側に対応して開口連通し、空気通路２８の上流側は、吸気通路２１の上側に対応して開口連通している。
【００２９】
つまり、図４にインシュレータ１３の各通路２７，２８とノズル開口２６との位置関係を拡大して示すように、ガイド部２６Ａで案内された燃料は、各通路の２７，２８のうちの混合気通路２７の上流に対応した位置に噴射されることになる。このため、ロータリバルブ２２の連通孔２３内の下方側で生成される混合気は、そのまま下側の混合気通路２７を通して吸気ポート１５に流れ、連通孔２３内の上方側で生成される先導空気は、そのまま上側の空気通路２８を通して空気ポート１７に流れる。
【００３０】
インシュレータ１３内の各通路２７，２８は、仕切部２９によって上下に仕切られている。仕切部２９は平坦面により板状に形成されている。仕切部２９の上流側には、キャブレタ１２の吸気通路２１内をロータリバルブ２２まで延出した延出部３１が設けられている。延出部３１の先端縁３１Ａは、ロータリバルブ２２の回動軸中心Ｃ１と平行で、かつ図中の同じ高さに位置している。仕切部２９と延出部３１との接続部分も同様である。
【００３１】
図５に示すように、延出部３１は、平坦な板状に形成されているとともに、幅寸法Ｗが吸気通路２１の内径と同じに形成されている。この延出部３１により吸気通路２１内での下流側部分は、混合気側と先導空気側とに上下に隙間なく分割され、混合気がインシュレータ１３の空気通路２８側に流入するのを防止する。
ここで、延出部３１の幅寸法Ｗを吸気通路２１の内径よりも僅かに大きくし、延出部３１の幅方向両端を吸気通路２１内部に対応する切り欠きに嵌合させてもよく、このような場合には、吸気通路２１内での延出部３１の位置決めをより確実にできる。
【００３２】
なお、図５において、インシュレータ１３には、エンジン本体１１側の負圧をキャブレタ１２側に伝達する負圧伝達路３２が設けられ、その一端はシリンダ１４の負圧出力孔３３（図１）と連通し、他端がキャブレタ取付面３４に設けられた連通溝３５を介してキャブレタ１２の図示しない負圧入力孔と連通している。キャブレタ１２に導かれた負圧は、キャブレタ１２内で燃料ポンプとして機能するダイヤフラム等を稼働させるのに用いられる。
【００３３】
また、インシュレータ１３の四隅の挿通孔３６は、インシュレータ１３をシリンダ１４に固定するためのボルトが挿通するための孔であり、上下一対のネジ孔３７は、インシュレータ１３に対してキャブレタ１２を固定するためのボルトが螺合される孔である。
【００３４】
以上に説明したように、本実施形態によれば、キャブレタ１２のロータリバルブ２２の回動軸中心Ｃ１がシリンダ１４の軸線Ｃ２と直交しており、ロータリバルブ２２の連通孔２３内では、ノズル開口２６が下側の吸気ポート１５に対応して下方に向けて開口している。そして、このノズル開口２６に設けられたガイド部２６Ａの先端が混合気通路２７の上流に対応する位置で開口している。
【００３５】
このため、ノズル開口２６からの燃料がガイド部２６Ａにより混合気通路２７の上流に対応した位置に案内されることになり、混合気を空気通路２８側に流入させることなく、そのまま下側の混合気通路２７を通して吸気ポート１５に確実に送ることができる。従って、キャブレタ１２としては、吸気通路２１を１つだけ備えた小型のものを使用でき、エンジン１０の小型化を促進できる。
【００３６】
また、エンジン１０のアイドリング状態において、ロータリバルブ２２内を通過する空気は、ガイド部２６Ａが燃料を案内する方向と略同じ方向であるため、ガイド部２６Ａ回りを通過する空気のエゼクタ効果により、燃料をガイド部２６Ａから効率的に引き出すことができ、空気流量の少ないアイドリング状態においても、燃料を安定的に供給できてエンジン回転数を安定させることができる。
【００３７】
さらに、アイドリング状態において、ロータリバルブ２２に設けられた連通孔２３の下流側が吸気通路２１の下側で開口しているため、混合気がより確実に混合気通路２７側へと流入する。このため、混合気を空気通路２８側に流入させることなく、そのまま下側の混合気通路２７を通して吸気ポート１５に確実に送ることができる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
図６および図７には、本発明の第２実施形態に係るエンジン１０が示されている。本実施形態において、キャブレタ１２は、ロータリバルブ２２の回動軸中心Ｃ１がシリンダ１４の軸線Ｃ２と平行となるように配置されている。このため、ロータリバルブ２２の連通孔２３内では、図８に拡大して示すように、ガイド部２６Ａの先端側が混合気通路２７の上流に対応する位置に開口しており、ガイド部２６Ａに案内されて噴射した燃料と混合気通路２７の上流を通る空気とで混合気が生成される。この際、キャブレタ１２に設けられたパージポンプ３８は、下部側に位置することになる。
【００３９】
一方、空気通路２８の上流側では、燃料が存在しない先導空気が生成されることになる。すなわち、本実施形態では、キャブレタ１２の吸気通路２１内において、混合気が生成される位置および先導空気の生成位置が第１実施形態とは大きく異なる。
【００４０】
従って、本実施形態で用いられるインシュレータ１３では、仕切部２９および延出部３１の形状も、前記第１実施形態と大きく異なる。つまり、エンジン本体１１は本実施形態でも第１実施形態でも同じであり、シリンダ１４における吸気ポート１５および空気ポート１７の位置が同じであることから、キャブレタ１２内での異なる位置で生成される混合気や先導空気を各ポート１５，１７に送るために、仕切部２９および延出部３１（各通路２７，２８の形状）が生成位置に応じた形状になっている。
【００４１】
具体的に、図９を参照して説明すると、仕切部２９および延出部３１は、上流側に向かうに従ってキャブレタ１２側の回動軸中心Ｃ１と平行に近づくように湾曲して形成されているとともに、各通路２７，２８を左右に分割し、下流に向かうに従って各通路２７，２８を上下に分割するように形成されている。このため、図８および図９においては、図中の右側で混合気通路２７が開口し、反対に図中の左側で空気通路２８が開口している。
【００４２】
そして、ガイド部材２６Ａは、右側の混合気通路２７の上流に対応した位置に開口している。従って、ノズル開口２６からの燃料がやはり、ガイド部２６Ａにより案内されて混合気通路２７の上流に対応した位置に噴射されることになる。
【００４３】
このように各通路２７，２８がインシュレータ１３内部でねじれていても、ガイド部２６Ａが混合気通路２７側に燃料を案内することで、混合気は空気通路２８側に流入することなく、混合気通路２７を通って確実に吸気ポート１５に送られ、先導空気は空気通路２８を通って空気ポート１７に送られる。しかも、用いられるキャブレタ１２としては、第１実施形態と同じであり、従って、本実施形態でも、第１実施形態と同様な作用効果を得ることができ、本発明の目的を達成できる。
【００４４】
なお、本発明は前記各実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、前記第１実施形態のキャブレタ１２は、ロータリバルブ２２の回動軸中心Ｃ１がシリンダ１４の軸線Ｃ２に対して直交するように取り付けられ、第２実施形態でのキャブレタ１２は、ロータリバルブ２２の回動軸中心Ｃ１がシリンダ１４の軸線Ｃ２と平行になるように取り付けられていたが、回動軸中心Ｃ１と軸線Ｃ２との関係は任意であり、９０°以外の角度を持って交差するように取り付けられてよい。
【００４５】
また、図１０に示すように、回動軸中心Ｃ１と軸線Ｃ２とを平行にした場合でも、インシュレータ１３の仕切部２９や延出部３１を、回動軸中心Ｃ１および軸線Ｃ２に対して直交するように設けてもよい。このような場合において、ノズル開口２６と仕切部２９や延出部３１とが共に空気通路２１の中央に位置しても、ガイド部２６Ａを混合気通路２７側へ向けて開口させることで、ノズル開口２６からの燃料を混合気通路２７の上流に対応する位置に案内して噴射することができる。
【００４６】
よって、ノズル開口２６と仕切部２９や延出部３１との位置関係を上下にずらすことなく、第１実施形態と同様な作用効果を得ることができ、本発明の目的を達成できる。ただし、ノズル開口２６と仕切部２９や延出部３１とを上下にずらすことで、ガイド部２６Ａから噴射された燃料をより確実に混合気通路２７へと流入させるようにしてもよい。
【００４７】
また、ガイド部２６Ａを筒状としたが、これに限らず、舌片状としてもよいし、断面コ字状としてもよく、ノズル開口２６から吐出される燃料を混合気通路２７の上流に対応する位置に案内できるものであればいずれでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ピストンバルブ型やリードバルブ型の層状掃気２サイクルエンジンに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…層状掃気２サイクルエンジン、１１…エンジン本体、１２…キャブレタ、１３…インシュレータ、１４…シリンダ、１５…吸気ポート、１７…空気ポート、１９…ボディ、２１…吸気通路、２２…ロータリバルブ、２６…ノズル開口、２６Ａ…ガイド部、２７…混合気通路、２８…空気通路、２９…仕切部、３１…延出部、Ｃ１…回動軸中心、Ｃ２…軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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2011048673.tif 000015
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